关于新课程中质点的教学探讨

王如贞

摘要：自2009年开始，河北省各高中实施了新课程改革，在教学过程中我发现新课程在质点的问题上有变动。但几年过去了，很多物理教师并没有注意到这个问题，因此本文将就此问题与同行进行探讨。

关键词：课程改革    质点   火车标杆平动

自2009年河北省高中实施了新课程改革以后，教材在质点的问题上有变动。课程改革前教材中的质点，就一种情况：若能忽略大小形状就是质点，若不能忽略大小形状就不是质点。火车过桥、火车过标杆问题中火车不能看作质点，因为火车长度不能忽略。新课程改革教材中的质点这样描述：在两种情况下可以把物体看做质点处理：一是物体的形状和大小对我们研究的问题没有影响或影响不大，物体的大小和形状忽略，物体就成了一个有质量的点;二是当物体做平动时，物体上各点运动情况相同，只要我们知道一个点的运动，就知道了整个物体的运动，所以不管物体的大小和形状能不能忽略，我们就选一个点作为研究对象，它也就成了质点。

一、新课程改革前教材中的质点

新课程改革前，教科书是这样写的：“物体都有一定的大小和形状，物体各个部分的运动情况不一定相同。例如，汽车转弯时外侧一点划过的弧就比内侧一点划过的弧要长些。”看来，要详细描述物体的运动，并不是一件简单的事。但是，在某些情况下却可以不考虑物体的大小和形状，从而使问题简化。一列火车从北京到广州，当我们讨论火车的运行时间这类问题时，由于列车的长度比北京到广州的距离小得多，就可以把列车的长度忽略;当我们讨论地球的公转时，因为地球的直径（约1.3×104km）比地球和太阳之间的距离（约1.5×108km）小得多，也可以忽略地球的大小。在以上情况下，我们可以把物体看成一个点，并把物体的质量赋予这个点，用一个有质量的点来代替整个物体，代替物体的有质量的点叫做质点。一个物体是否能看作质点，要以问题的具体情况而定。在上面的例子中，研究列车在北京和广州之间运行，能把列车看作质点，然而如果研究整个火车通过某一标杆所用的时间，很显然不能忽略列车的长度，这时就不能把列车看作质点了。研究地球公转时可以把地球看做质点处理，可是研究地球自转时候，我们却不能忽略地球的大小，很显然不能把地球看做质点了。

课程改革已前教材指出：当物体的大小和形状对我们研究的问题没有影响或影响不大时，忽略物体的大小和形状，物体就成了一个点，将整个物体的质量赋予这个点，物体就成了质点。仅此一种情况，若能忽略大小和形状就是质点，若不能忽略大小和形状就不是质点。所以，火车过标杆问题、火车过桥中，火车不可以看作质点，因为火车长度不能忽略。

二、新课程改革后教材中的质点

新课程改革后教材是这样说的：人类居住的地球在绕太阳公转，同时又在自转，所以，地球上各部分离太阳的距离在不断变化。但是，如果考虑到地球到太阳的距离远大于地球的直径，那么，在研究地球公转的时候，因为地球的大小引起的地球各部分的运动差异就可以忽略不计了。也就是说，研究地球公转的时候可以忽略地球的大小和形状，而把它看做一个点。同样，在研究航天器的运行轨道时，也不必考虑它的形状、姿态，而把它看做一个点。一列火车在铁轨上高速行驶，火车的发动机、车轮及传动机构的运动很复杂。当我们只关心整列火车运动的时候，便可以认为列车上各点的运动情况相同，可用其上任意一个“点”的运动代替整列车的运动。看来，在某些情况下，我们可以忽略物体的大小和形状，把它简化为一个点，再突出“物体具有质量”这个要素，称为质点;在另外一些情况下，我们虽然不可以忽略物体的大小和形状，但是可用其上任意一点的运动来代替整个物体的运动，于是，整个物体的运动也可以简化为一个点的运动，再把物体的质量赋予这个点，它也就成了一个质点。

我认为新教材的意思是：在两种情况下可以把物体看做质点：一是物体形状和大小对我们研究的问题没有影响或影响不大，物体的大小和形状可以忽略，物体就成了一个有质量的点，即质点;二是当物体做平动的时候，因为物体上各点运动情况相同，我们只要知道了一个点的运动，就知道了整个物体的运动，所以不管物体的大小和形状能不能忽略，我们就选一个点作为研究对象，将整列车的质量赋予这个点，它也就成了质点。所以，火车过标杆、火车过桥问题，由于火车做平动，火车可以看作质点。

三、对质点的教学建议

关于质点的教学，我们应如何把握呢？我听了教材主编张维善老师的讲座，他是这样说的：为什么要建立质点这个模型呢？我们引入物理模型的目的是为了研究物体的运动。你想研究宏观物体的运动，首先要描述物体的运动，怎么描述呢？就是描述位置及位置变化，要描述一个真实物体的运动是不可能的，那么怎么办呢？如果物体做平动，物体上各点运动情况都相同，我们就可以用其上一点的运动来代替整个物体的运动，将整个物体的质量赋予这个点，它就成了质点。平动的物体我们就可以描述了。很显然，最初质点模型是在研究最简单的运动平动时建立。他又举了一个很有趣的例子：在一个长10米的斜面上，一个边长1厘米的正方体铁块滑下，铁块能看成质点。当铁块的边长为1米时，还可以看做质点吗？当然可以，只不过铁块位移短了些。

经过认真研读教材，细听主编张维善老师的讲座，我认为在两种情况下可以看做质点：一是物体做平动时，二是物体形状和大小可忽略时。在求火车过标杆的时间问题中，因为火车做平动，火车可以看做质点。我要强调的是：在这种情况下，我们并没有忽略物体的大小和形状，没有忽略火车长度，物体还是物体，但我们只需要研究一个点，这个点就是质点。在类似的问题上我们也应这样处理，如火车过桥、子弹过薄纸、汽车过斑马线等。我们使用的教辅资料在这个问题上仍然是以原来的课本为依据，还是原来的答案，这可能就是一种知识惯性吧。作为物理教师，我们应认真研究新课程标准，应以教材为依据，不应受教辅资料的影响，克服心理惯性，切实做好质点的教学。

我对质点的教学建议：我认为在两种情况下可以看做質点，一是物体做平动时，二是物体形状大小可忽略时。在求火车过标杆时间问题中，因为火车做平动，火车可做质点处理。作为一名物理教师，我们应认真研究新课程标准，应以教材为依据，不应受教辅资料的影响，克服心理惯性，切实做好质点的教学。